CN115401623A - 一种高强度复合型砂轮磨具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度复合型砂轮磨具及其制备方法，配方包括白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，方法包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；所述步骤三中，压机内的温度为85‑90℃，压力为10‑20MPa，压制时间为10‑15min，本发明相较于现有的砂轮磨具，采用合成树脂、固化剂以及各类刚玉的混合应用，提高了其整体的力学性能；本发明通过加入绿碳化硅，提升了其导热性，增强了其散热能力，延长了砂轮的使用寿命；本发明通过加入大量的石英砂，来控制整体的生产成本，有利于产品的推广。
Description
技术领域
本发明涉及砂轮磨具技术领域，具体为一种高强度复合型砂轮磨具及其制备方法。
背景技术
砂轮又称固结磨具，是由结合剂将普通磨料固结成一定形状，并具有一定强度的固结磨具，其一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素，按照结合剂的不同分类，常见的有陶瓷砂轮、树脂砂轮、橡胶砂轮，砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等，但现有的砂轮磨具，其整体力学性能不高，无法满足强度、韧性、自锐性等多种力学需求；现有的砂轮磨具，由于其散热性不高的原因，导致易出现使用寿命较短的问题；现有的砂轮磨具，由于大多采用刚玉、金刚石等作为原料，导致其制造成本较高，不利于产品的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度复合型砂轮磨具及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度复合型砂轮磨具，配方包括：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，各组分的质量百分比含量分别是：8-12％的白刚玉、10-16％的棕刚玉、3-7％的黑刚玉、1.5-4.1％的单晶刚玉、2.2-4.5％的烧结刚玉、1.3-4.7％的铬刚玉、2.4-4.7％的锆刚玉、1.2-4.2％的微晶刚玉、1.1-1.8％的金刚石、3.3-6.2％的碳化硅、30-46％的石英砂、4.8-9.2％的长石、5.6-12.4％的合成树脂和1.3-3.6％的固化剂。
优选的，所述各组分的质量百分比含量分别是：9％的白刚玉、12％的棕刚玉、4％的黑刚玉、3.6％的单晶刚玉、3.1％的烧结刚玉、2.7％的铬刚玉、2.6％的锆刚玉、3.6％的微晶刚玉、1.3％的金刚石、6.1％的碳化硅、35％的石英砂、5.9％的长石、8.9％的合成树脂和2.2％的固化剂。
一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：8-12％的白刚玉、10-16％的棕刚玉、3-7％的黑刚玉、1.5-4.1％的单晶刚玉、2.2-4.5％的烧结刚玉、1.3-4.7％的铬刚玉、2.4-4.7％的锆刚玉、1.2-4.2％的微晶刚玉、1.1-1.8％的金刚石、3.3-6.2％的碳化硅、30-46％的石英砂、4.8-9.2％的长石、5.6-12.4％的合成树脂和1.3-3.6％的固化剂进行选取，并按照质量百分比之和为1进行称取；
其中上述步骤二中，将步骤一中的白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉投入混料机中搅拌混合，一段时间后加入金刚石、碳化硅、石英砂、长石继续搅拌，最后加入合成树脂、固化剂搅拌混合，得到混料，然后将混料投入反应釜中进行加热；
其中上述步骤三中，将一张加强网和步骤二中加热后的混料放入备好的模具中，采用平刮的方式均匀的将混料刮匀，然后再放上一张加强网，最后将模具送入压机中压制成型，得到砂轮胚体；
其中上述步骤四中，取步骤三中得到的砂轮胚体，每块胚体之间用隔板隔开，然后送入烘干箱中进行烘干；
其中上述步骤五中，将步骤四中烘干后胚体取出后，放在室温下自然冷却，既得成品。
优选的，所述步骤一中，合成树脂选用酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氟树脂、不饱和聚酯和聚氨酯中的一种或几种混合，碳化硅选用绿碳化硅。
优选的，所述步骤二中，反应釜中的加热温度为100-120℃，加热时间为30-90min，加热后需要继续保温20-50min。
优选的，所述步骤三中，压机内的温度为85-90℃，压力为10-20MPa，压制时间为10-15min。
优选的，所述步骤四中，烘干箱内初始烘干温度为60℃，时间为2-3h，之后调节温度至150-190℃，时间为15-20h。
优选的，所述步骤五中，在将胚体取出前，需要将烘干箱内温度调至80℃，然后待其自然冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的砂轮磨具，采用合成树脂、固化剂以及各类刚玉的混合应用，提高了其整体的力学性能；本发明通过加入绿碳化硅，提升了其导热性，增强了其散热能力，延长了砂轮的使用寿命；本发明通过加入大量的石英砂，来控制整体的生产成本，有利于产品的推广。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
实施例1：
一种高强度复合型砂轮磨具，配方包括：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，各组分的质量百分比含量分别是：9％的白刚玉、12％的棕刚玉、4％的黑刚玉、3.6％的单晶刚玉、3.1％的烧结刚玉、2.7％的铬刚玉、2.6％的锆刚玉、3.6％的微晶刚玉、1.3％的金刚石、6.1％的碳化硅、35％的石英砂、5.9％的长石、8.9％的合成树脂和2.2％的固化剂。
一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：9％的白刚玉、12％的棕刚玉、4％的黑刚玉、3.6％的单晶刚玉、3.1％的烧结刚玉、2.7％的铬刚玉、2.6％的锆刚玉、3.6％的微晶刚玉、1.3％的金刚石、6.1％的碳化硅、35％的石英砂、5.9％的长石、8.9％的合成树脂和2.2％的固化剂进行选取，并按照质量百分比之和为1进行称取，其中，合成树脂选用酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氟树脂、不饱和聚酯和聚氨酯中的一种或几种混合，碳化硅选用绿碳化硅；
其中上述步骤二中，将步骤一中的白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉投入混料机中搅拌混合，一段时间后加入金刚石、碳化硅、石英砂、长石继续搅拌，最后加入合成树脂、固化剂搅拌混合，得到混料，然后将混料投入反应釜中进行加热，其中，反应釜中的加热温度为110℃，加热时间为60min，加热后需要继续保温30min；
其中上述步骤三中，将一张加强网和步骤二中加热后的混料放入备好的模具中，采用平刮的方式均匀的将混料刮匀，然后再放上一张加强网，最后将模具送入压机中压制成型，得到砂轮胚体，其中，压机内的温度为85℃，压力为20MPa，压制时间为14min；
其中上述步骤四中，取步骤三中得到的砂轮胚体，每块胚体之间用隔板隔开，然后送入烘干箱中进行烘干，其中，烘干箱内初始烘干温度为60℃，时间为3h，之后调节温度至180℃，时间为20h；
其中上述步骤五中，将步骤四中烘干后胚体取出后，放在室温下自然冷却，既得成品，其中，在将胚体取出前，需要将烘干箱内温度调至80℃，然后待其自然冷却至室温。
实施例2：
一种高强度复合型砂轮磨具，配方包括：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，各组分的质量百分比含量分别是：10％的白刚玉、15％的棕刚玉、6％的黑刚玉、2.1％的单晶刚玉、2.6％的烧结刚玉、1.7％的铬刚玉、3.2％的锆刚玉、1.5％的微晶刚玉、1.6％的金刚石、5.4％的碳化硅、36％的石英砂、7.2％的长石、6.3％的合成树脂和1.4％的固化剂。
一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：10％的白刚玉、15％的棕刚玉、6％的黑刚玉、2.1％的单晶刚玉、2.6％的烧结刚玉、1.7％的铬刚玉、3.2％的锆刚玉、1.5％的微晶刚玉、1.6％的金刚石、5.4％的碳化硅、36％的石英砂、7.2％的长石、6.3％的合成树脂和1.4％的固化剂进行选取，并按照质量百分比之和为1进行称取，其中，合成树脂选用酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氟树脂、不饱和聚酯和聚氨酯中的一种或几种混合，碳化硅选用绿碳化硅；
其中上述步骤二中，将步骤一中的白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉投入混料机中搅拌混合，一段时间后加入金刚石、碳化硅、石英砂、长石继续搅拌，最后加入合成树脂、固化剂搅拌混合，得到混料，然后将混料投入反应釜中进行加热，其中，反应釜中的加热温度为110℃，加热时间为60min，加热后需要继续保温30min；
其中上述步骤三中，将一张加强网和步骤二中加热后的混料放入备好的模具中，采用平刮的方式均匀的将混料刮匀，然后再放上一张加强网，最后将模具送入压机中压制成型，得到砂轮胚体，其中，压机内的温度为85℃，压力为20MPa，压制时间为14min；
其中上述步骤四中，取步骤三中得到的砂轮胚体，每块胚体之间用隔板隔开，然后送入烘干箱中进行烘干，其中，烘干箱内初始烘干温度为60℃，时间为3h，之后调节温度至180℃，时间为20h；
其中上述步骤五中，将步骤四中烘干后胚体取出后，放在室温下自然冷却，既得成品，其中，在将胚体取出前，需要将烘干箱内温度调至80℃，然后待其自然冷却至室温。
实施例3：
一种高强度复合型砂轮磨具，配方包括：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，各组分的质量百分比含量分别是：11％的白刚玉、10％的棕刚玉、3％的黑刚玉、1.7％的单晶刚玉、4.2％的烧结刚玉、3.6％的铬刚玉、4.5％的锆刚玉、2.3％的微晶刚玉、1.1％的金刚石、3.9％的碳化硅、37％的石英砂、5.1％的长石、9.4％的合成树脂和3.2％的固化剂。
一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：11％的白刚玉、10％的棕刚玉、3％的黑刚玉、1.7％的单晶刚玉、4.2％的烧结刚玉、3.6％的铬刚玉、4.5％的锆刚玉、2.3％的微晶刚玉、1.1％的金刚石、3.9％的碳化硅、37％的石英砂、5.1％的长石、9.4％的合成树脂和3.2％的固化剂进行选取，并按照质量百分比之和为1进行称取，其中，合成树脂选用酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氟树脂、不饱和聚酯和聚氨酯中的一种或几种混合，碳化硅选用绿碳化硅；
其中上述步骤二中，将步骤一中的白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉投入混料机中搅拌混合，一段时间后加入金刚石、碳化硅、石英砂、长石继续搅拌，最后加入合成树脂、固化剂搅拌混合，得到混料，然后将混料投入反应釜中进行加热，其中，反应釜中的加热温度为110℃，加热时间为60min，加热后需要继续保温30min；
其中上述步骤三中，将一张加强网和步骤二中加热后的混料放入备好的模具中，采用平刮的方式均匀的将混料刮匀，然后再放上一张加强网，最后将模具送入压机中压制成型，得到砂轮胚体，其中，压机内的温度为85℃，压力为20MPa，压制时间为14min；
其中上述步骤四中，取步骤三中得到的砂轮胚体，每块胚体之间用隔板隔开，然后送入烘干箱中进行烘干，其中，烘干箱内初始烘干温度为60℃，时间为3h，之后调节温度至180℃，时间为20h；
其中上述步骤五中，将步骤四中烘干后胚体取出后，放在室温下自然冷却，既得成品，其中，在将胚体取出前，需要将烘干箱内温度调至80℃，然后待其自然冷却至室温。
各实施例性质对比如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 白刚玉/％ | 9 | 10 | 11 |
| 棕刚玉/％ | 12 | 15 | 10 |
| 黑刚玉/％ | 4 | 6 | 3 |
| 单晶刚玉/％ | 3.6 | 2.1 | 1.7 |
| 烧结刚玉/％ | 3.1 | 2.6 | 4.2 |
| 铬刚玉/％ | 2.7 | 1.7 | 3.6 |
| 锆刚玉/％ | 2.6 | 3.2 | 4.5 |
| 微晶刚玉/％ | 3.6 | 1.5 | 2.3 |
| 金刚石/％ | 1.3 | 1.6 | 1.1 |
| 碳化硅/％ | 6.1 | 5.4 | 3.9 |
| 石英砂/％ | 35 | 36 | 37 |
| 长石/％ | 5.9 | 7.2 | 5.1 |
| 合成树脂/％ | 8.9 | 6.3 | 9.4 |
| 固化剂/％ | 2.2 | 1.4 | 3.2 |
基于上述，本发明通过混合使用各种刚玉、合成树脂和固化剂，提高了砂轮的强度、韧性、自锐性等各类力学性能，使砂轮整体加工性能得到了提升；本发明通过绿碳化硅的加入增强了砂轮的散热能力，使其能够工作更长的时间；本发明通过使用石英砂代替了部分的刚玉、金刚石，使产品整体成本下降，增强了其市场竞争力。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种高强度复合型砂轮磨具，配方包括：白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、金刚石、碳化硅、石英砂、长石、合成树脂和固化剂，其特征在于：各组分的质量百分比含量分别是：8-12％的白刚玉、10-16％的棕刚玉、3-7％的黑刚玉、1.5-4.1％的单晶刚玉、2.2-4.5％的烧结刚玉、1.3-4.7％的铬刚玉、2.4-4.7％的锆刚玉、1.2-4.2％的微晶刚玉、1.1-1.8％的金刚石、3.3-6.2％的碳化硅、30-46％的石英砂、4.8-9.2％的长石、5.6-12.4％的合成树脂和1.3-3.6％的固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种高强度复合型砂轮磨具，其特征在于：所述各组分的质量百分比含量分别是：9％的白刚玉、12％的棕刚玉、4％的黑刚玉、3.6％的单晶刚玉、3.1％的烧结刚玉、2.7％的铬刚玉、2.6％的锆刚玉、3.6％的微晶刚玉、1.3％的金刚石、6.1％的碳化硅、35％的石英砂、5.9％的长石、8.9％的合成树脂和2.2％的固化剂。
3.一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，包括步骤一，称取原料；步骤二，原料混合；步骤三，混料注模；步骤四，干燥固化；步骤五，冷却成型；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：8-12％的白刚玉、10-16％的棕刚玉、3-7％的黑刚玉、1.5-4.1％的单晶刚玉、2.2-4.5％的烧结刚玉、1.3-4.7％的铬刚玉、2.4-4.7％的锆刚玉、1.2-4.2％的微晶刚玉、1.1-1.8％的金刚石、3.3-6.2％的碳化硅、30-46％的石英砂、4.8-9.2％的长石、5.6-12.4％的合成树脂和1.3-3.6％的固化剂进行选取，并按照质量百分比之和为1进行称取；
其中上述步骤二中，将步骤一中的白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、单晶刚玉、烧结刚玉、铬刚玉、锆刚玉、微晶刚玉投入混料机中搅拌混合，一段时间后加入金刚石、碳化硅、石英砂、长石继续搅拌，最后加入合成树脂、固化剂搅拌混合，得到混料，然后将混料投入反应釜中进行加热；
其中上述步骤三中，将一张加强网和步骤二中加热后的混料放入备好的模具中，采用平刮的方式均匀的将混料刮匀，然后再放上一张加强网，最后将模具送入压机中压制成型，得到砂轮胚体；
其中上述步骤四中，取步骤三中得到的砂轮胚体，每块胚体之间用隔板隔开，然后送入烘干箱中进行烘干；
其中上述步骤五中，将步骤四中烘干后胚体取出后，放在室温下自然冷却，既得成品。
4.根据权利要求3所述的一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，合成树脂选用酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氟树脂、不饱和聚酯和聚氨酯中的一种或几种混合，碳化硅选用绿碳化硅。
5.根据权利要求3所述的一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，反应釜中的加热温度为100-120℃，加热时间为30-90min，加热后需要继续保温20-50min。
6.根据权利要求3所述的一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，压机内的温度为85-90℃，压力为10-20MPa，压制时间为10-15min。
7.根据权利要求3所述的一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，烘干箱内初始烘干温度为60℃，时间为2-3h，之后调节温度至150-190℃，时间为15-20h。
8.根据权利要求3所述的一种高强度复合型砂轮磨具的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，在将胚体取出前，需要将烘干箱内温度调至80℃，然后待其自然冷却至室温。
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